Što su strojevi za probijanje cijevi, lučno probijanje cijevi i probijanje rupa i kako ih odabrati, koristiti i održavati?

Precizna metalna izrada ovisi o sposobnosti čistog, opetovanog i brzog uklanjanja materijala iz cijevi i ploča bez deformacije izratka, stvaranja sekundarnih neravnina koje zahtijevaju dodatnu završnu obradu ili unošenja grešaka u dimenzijama koje se nakupljaju u sklopu. Stroj za probijanje cijevi, stroj za lučno probijanje cijevi i industrijski stroj za probijanje rupa rješavaju određeni segment ovog zahtjeva, a zajedno predstavljaju temeljni tehnološki paket za probijanje limova, tvornice konstrukcija, proizvođače namještaja i proizvođače automobilskih komponenti koji rade u čitavom rasponu obujma proizvodnje od jednokratne proizvodnje po narudžbi do automatizirane proizvodnje velikih količina.

Izravan odgovor za svakog proizvođača koji procjenjuje ove kategorije strojeva je sljedeći: a Stroj za probijanje cijevi je točna investicija kada je vaša primarna potreba stvaranje preciznih kružnih ili oblikovanih rupa u cjevastim dijelovima bez ovalnog iskrivljenja stijenke cijevi; Stroj za lučno bušenje cijevi potreban je kada se cijevi moraju zarezati na krajevima kako bi se stvorili sedlasti spojevi za zavarene strukturalne veze, zadatak koji zahtijeva oblikovanu geometriju matrice, a ne jednostavno bušenje rupa; a stroj za bušenje rupa u svojoj konfiguraciji s ravnom pločom obrađuje zadatke perforacije lima i konstrukcijskih dijelova gdje je obradak ravan ili samo blago zakrivljen, a sila bušenja može se primijeniti okomito na površinu materijala. Razumijevanje ovih razlika, ključnih tehničkih specifikacija svake vrste stroja te kriterija odabira i održavanja koji određuju dugoročne performanse temelj je za donošenje odluka o nabavi koje ispunjavaju vaše proizvodne zahtjeve za puni životni vijek opreme.

Preciznost u proizvodnji metala: zašto je tehnologija probijanja važna

Proizvodnja metalnih komponenti koje se moraju spojiti, poravnati ili povezati s drugim dijelovima u osnovi ovisi o točnosti dimenzija na pozicijama rupa i ureza. Rupa koja je čak i 0,5 mm izvan položaja na strukturnom nosaču ili tračnici okvira automobila zahtijeva ponovnu obradu koja troši vrijeme i potrošni materijal, a ako se pogreška ne otkrije prije sastavljanja, može ugroziti mehanički integritet spoja ili zahtijevati skupe korektivne radnje na djelomično sastavljenoj strukturi.

Ručno bušenje, povijesna alternativa strojnom bušenju za stvaranje rupa u metalnoj proizvodnji, daje prihvatljive rezultate za rad na prototipu i vrlo malu proizvodnju, ali ima značajna ograničenja u proizvodnom okruženju. Bušenje je proces rezanja koji uklanja materijal rotacijom, a inherentno je sporiji od probijanja (koje uklanja materijal u jednom potezu pritiska), proizvodi drugačiju kvalitetu ruba rupe (izbušeni rubovi imaju tragove alata i manje neravnine koje zahtijevaju skidanje srha, dok izbušeni rubovi imaju čistu zonu smicanja i minimalno prevrtanje na ulaznoj plohi), te zahtijeva pilot označavanje, bušenje i skidanje srha kao tri odvojene operacije, a ne pojedinačni potez, završeni rub rezultat operacije strojnog bušenja.

Proizvodna mjerenja dosljedno pokazuju da hidraulički stroj za probijanje cijevi koji radi na cijevima od mekog čelika može dovršiti probušenu rupu za 3 do 8 sekundi po ciklusu uključujući vrijeme pozicioniranja, u usporedbi s 45 do 90 sekundi za ekvivalentno ručno bušenje i skidanje srha. Pri proizvodnom obujmu od 200 rupa dnevno, ova razlika u učinkovitosti predstavlja uštedu rada od 2 do 4 sata dnevno što se izravno spaja sa smanjenim troškovima proizvodnje i povećanim kapacitetom za dodatni rad. Ova vremenska i kvalitetna prednost je komercijalni temelj cijele kategorije strojeva za bušenje cijevi i rupa i razlog zašto su ovi strojevi istisnuli ručno bušenje u svakom proizvodnom okruženju gdje obujam opravdava ulaganje u opremu.

Što je stroj za probijanje cijevi? Komponente, funkcija i prednosti

Stroj za bušenje cijevi specijalizirana je preša dizajnirana za stvaranje rupa u stijenci kružnog, kvadratnog ili pravokutnog dijela cijevi probijanjem oblikovanog bušača kroz stijenku cijevi i u odgovarajuću matricu na suprotnoj strani, bez kolapsa, ovaliranja ili na neki drugi način izobličenja geometrije presjeka cijevi. Kritični dizajnerski izazov koji razlikuje namjenski stroj za bušenje cijevi od generičke preše za rupe je osiguravanje unutarnje potpore za cijev tijekom udarca probijanja, što sprječava urušavanje stijenke cijevi prema unutra do kojeg bi inače došlo kada se bušilica probije kroz nepodržanu zakrivljenu stijenku šupljeg dijela.

Hidraulički sustavi u strojevima za probijanje cijevi

Sustav isporuke snage proizvodnog stroja za probijanje cijevi gotovo je univerzalno hidraulički u strojevima za srednje i teške uvjete rada, iz razloga koji izravno pogoduju procesu probijanja. Hidraulički aktuatori generiraju vrlo veliku silu u vrlo kratkom hodu s preciznom kontrolom sile, što je idealan profil sile za operaciju probijanja: velika početna sila za pokretanje smicanja, trajna sila kroz debljinu materijala za dovršetak probijanja i brzo povlačenje probijača za brzi završetak ciklusa.

Industrijski strojevi za probijanje cijevi obično se procjenjuju između 10 i 100 tona sile probijanja, sa strojevima u klasi od 20 do 40 tona koji pokrivaju većinu proizvodnih radova s ​​čeličnim cijevima debljine stijenke od 1,5 mm do 8 mm u standardnom mekom čeliku. Hidraulički sustav dosljedno održava ovu razinu sile tijekom proizvodnog dana bez zamora izlazne snage koji utječe na mehaničke strojeve koji se temelje na zamašnjaku koji rade po brzim rasporedima ciklusa. Hidraulički tlak također se može precizno postaviti kako bi se ograničila dubina hoda probijanja, štiteći matricu i cijev od prekomjernih sila probijanja koje bi smanjile vijek trajanja alata.

Setovi matrica: Precizna komponenta bušenja cijevi

Set matrica sastoji se od probijača (muška komponenta koja prodire kroz stijenku cijevi) i matrice (ženska komponenta koja prima probijač i definira geometriju rupe). Kvaliteta matrice izravno određuje točnost dimenzija rupe, kvalitetu rubova, održavanje razmaka od proboja do matrice tijekom tisuća ciklusa i lakoću izbacivanja čaure nakon svakog poteza. Ključne specifikacije seta kalupa za procjenu uključuju:

• Materijal za bušenje i matricu: Kvalitetni proizvodni setovi matrica za probijanje cijevi od mekog čelika proizvedeni su od D2 ili ekvivalentnog alatnog čelika s visokim udjelom kroma (približno 12 posto kroma, 1,5 posto ugljika) toplinski obrađenog na tvrdoću od 58 do 62 HRC. Ova specifikacija postiže vijek trajanja probijanja od 50 000 do 150 000 ciklusa u mekom čeliku prije nego što je potrebno ponovno brušenje. Za probijanje nehrđajućeg čelika ili čelika visoke čvrstoće specificirani su alatni čelici za metalurgiju praha s većom otpornošću na trošenje.
• Punch to die udaljenost: Radijalni razmak između probojca i matrice obično je 5 do 10 posto debljine stijenke materijala po strani. Nedovoljan razmak uzrokuje prekomjerno trošenje proboja i matrice te može uzrokovati lomljenje probijača pod dodatnim smičnim naprezanjem; prekomjerni zazor proizvodi veću zonu prevrtanja na ulaznoj plohi proboja i veće neravnine na izlaznoj plohi, smanjujući kvalitetu ruba rupe. Točan razmak mora biti naveden prilikom naručivanja kompleta kalupa za svaku vrstu materijala i kombinaciju debljine.
• Zadržavanje i izbacivanje puža: Nakon svakog udarca probijanja, uklonjeni čep mora biti pouzdano izbačen iz šupljine matrice kako bi se spriječilo nakupljanje čestica koje bi oštetilo matricu i pogrešno poravnalo sljedeće bušilice. Kvalitetni setovi matrica uključuju ploče za skidanje i opruge za izbacivanje koje pozitivno uklanjaju čepove pri povratnom hodu.

Trnovi: unutarnja podrška za rezultate kvalitete rupa

Trn je unutarnja potporna komponenta koja razlikuje namjenski stroj za bušenje cijevi od generičke preše za ravne ploče. U stroju za probijanje cijevi, matrica je montirana unutar cijevi (na ili unutar sklopa igle koja se umeće u provrt cijevi), a ne ispod ravne ploče. Kako probijač probija stijenku cijevi izvana, matrica unutar cijevi podržava silu probijanja ne dopuštajući da se stijenka cijevi savija prema unutra, održavajući geometriju okruglog ili pravokutnog presjeka cijevi tijekom cijelog hoda probijača. Bez oslonca za trn, probijanje rupe u cijevi s omjerom debljine stijenke i promjera manjim od približno 1:10 uzrokovalo bi ovalnu ili savijenu cijev na mjestu probijanja, stvarajući deformiranu rupu koja možda neće prihvatiti pričvršćivač ili spojnicu za koju je dizajnirana i potencijalno bi zahtijevala odbacivanje cijevi.

Stroj za probijanje cijevi naspram ručnog bušenja: slučaj proizvodnje

Osim već spomenute prednosti vremena ciklusa, strojevi za probijanje cijevi nude nekoliko prednosti kvalitete i procesa u odnosu na ručno bušenje koje su osobito značajne u proizvodnim okruženjima:

• Nema stvaranja topline u otvoru: Bušenjem se stvara značajna toplina rezanja na dodirnoj površini materijala alata, što može uzrokovati lokalne metalurške promjene (otvrdnjavanje nehrđajućeg čelika, odugljičenje na površini ugljičnog čelika) i toplinsko izobličenje u cijevima s tankim stijenkama. Probijanje je postupak hladnog rezanja koji ne stvara toplinu i stoga ne utječe na svojstva materijala na rubu rupe.
• Ponovljivo pozicioniranje: Stroj za probijanje cijevi s fiksnim graničnikom ili CNC sustavom za pozicioniranje locira svaku rupu na potpuno isti položaj u odnosu na kraj cijevi ili referentnu značajku, s ponovljivošću položaja od plus ili minus 0,1 do 0,2 mm na kvalitetnoj opremi. Ručno pozicioniranje svrdla s šablonom ili iscrtanom linijom obično postiže plus ili minus 0,5 do 1,0 mm pod povoljnim uvjetima i pogoršava se s umorom operatera.
• Bez metalnih strugotina: Bušenjem nastaju kontinuirani ili usitnjeni rezni strugoti kojima se mora upravljati kako bi se spriječila kontaminacija površine obratka i ozljeda rukovatelja. Probijanjem se izbacuje čist, diskretan metak koji je lako prikupiti i reciklirati kao otpad bez zagađivanja proizvodnog okoliša.

Razumijevanje strojeva za lučno probijanje cijevi: urezivanje strukturalnih spojeva

Stroj za lučno bušenje cijevi specijalizirana je varijanta koncepta bušenja cijevi koja stvara zaobljene zareze u obliku luka na kraju cijevi umjesto rupa kroz njenu stijenku. Ovi lučni zarezi ponekad se nazivaju sedlastim rezovima ili zaobljenim krajevima, a njihova je svrha omogućiti spajanje jedne cijevi jedan kraj na lice s cilindričnom površinom križne cijevi u položaju koji osigurava maksimalno područje kontakta zavara između dviju površina cijevi na spoju. Rezultirajući spoj, kada je zavaren, značajno je jači od spoja napravljenog rezanjem četverokuta spojne cijevi i oslanjanjem na djelomični kontakt sa zakrivljenom površinom glavne cijevi.

Što čini stroj za lučno bušenje cijevi jedinstvenim

Definirajuća tehnička značajka stroja za lučno probijanje cijevi je njegova oblikovana alatna oprema: izbijač i matrica strojno su obrađeni prema geometriji luka specifične kombinacije promjera spojne cijevi i promjera glavne cijevi za koju se pravi zarez. Dok standardni stroj za probijanje cijevi koristi cilindrični ili oblikovani plosnati probijač, stroj za lučno probijanje cijevi koristi profil probijača koji odgovara vanjskom radijusu glavne cijevi na koju će biti postavljen spojni kraj cijevi. Geometrija ovog profila definirana je odnosom između dva promjera cijevi i kuta spoja (koji može biti 90 stupnjeva za okomite spojeve ili bilo koji drugi kut za spojeve pod kutom).

Stroj za lučno probijanje cijevi može stvoriti precizno konturirani sedlasti urez u jednom potezu pritiska koji bi zahtijevao kombinaciju rezanja tračnom pilom, oblikovanja kutnom brusilicom i ručnog turpijanja kako bi se postigao tradicionalnim metodama, a strojno proizvedeni urez dosljedno postiže točnost namještanja od plus ili minus 0,3 do 0,5 mm na spojnoj površini u usporedbi s plus ili minus 1,5 do 3,0 mm za ručno oblikovane zareze. Ovo poboljšanje točnosti izravno smanjuje razmak zavara na spoju, poboljšava kvalitetu zavara, smanjuje količinu potrebnog dodatnog metala i proizvodi jači završni spoj koji zahtijeva manje pregleda i sanacije nakon zavarivanja.

Primjena strojeva za lučno probijanje cijevi

Strojevi za lučno probijanje cijevi koriste se u nekoliko proizvodnih sektora gdje zavarene cjevaste strukture zahtijevaju čiste, precizne spojeve na krajevima:

• Proizvodnja namještaja: Metalni okviri namještaja, sustavi polica i svjetiljke za izlaganje izrađene od okruglih cijevi zahtijevaju spojeve s lučnim urezima gdje se poprečni elementi spajaju s okomitim stupovima. Vizualna kvaliteta spoja važna je u primjenama dekorativnog namještaja, a čisti, tijesno prianjajući zarez proizveden pomoću stroja za probijanje lučnim cijevima stvara zavarene spojeve koji zahtijevaju minimalne završne radove prije nego što se namještaj boji ili premazuje prahom za potrošačko tržište.
• Automobilski okviri i zaštitni kavezi: Zaštitni okviri za motociklističke sportove, podokviri šasije vozila i zaštitne šipke za teretna vozila izrađeni su od okrugle cijevi od kromola ili mekog čelika koja zahtijeva spojeve s urezima na svakom čvoru. Sigurnosni propisi za izradu zaštitnih kaveza u većini kategorija motosporta zahtijevaju da cijevni spojevi kaveza postignu određeni minimalni postotak kontakta na spojnom sučelju, što se može pouzdano postići samo sa strojno urezanim krajevima cijevi. Stroj za lučno bušenje cijevi omogućuje proizvođačima kaveza dosljedno i učinkovito ispunjavanje ovih sigurnosnih zahtjeva.
• Konstrukcija i konstrukcijska izrada: Sustavi rukohvata, sigurnosne barijere, strukturalni čvorovi u arhitektonskim čeličnim konstrukcijama i oprema za igrališta koriste zavarene cjevaste okvire gdje lučno urezane spojeve specificiraju arhitekti ili inženjeri iz strukturalnih i estetskih razloga. Stroj za lučno probijanje cijevi omogućuje proizvođačima proizvodnju ovih spojeva pri proizvodnim stopama koje čine cjevaste konstrukcijske sustave troškovno konkurentnima s ekvivalentnom zavarenom čeličnom konstrukcijom od ploča ili profila.
• Industrijska oprema i nosači cijevi: Nosači cijevi za procesno postrojenje, okviri opreme i pristupne strukture izrađene od standardnih kružnih šupljih dijelova koriste spojeve s lučnim urezima za održavanje poravnanja cijevi na složenim trodimenzionalnim položajima čvorova. Preciznost spojeva cijevi sa strojnim urezima smanjuje vrijeme postavljanja na licu mjesta i zahtjeve za prilagodbom tijekom strukturalnog sastavljanja.

Spremnost za zavarivanje Prednost završetaka cijevi sa strojnim urezima

Izraz spreman za varenje u kontekstu strojeva za lučno probijanje cijevi odnosi se na kvalitetu rezane površine na kraju cijevi s urezima. Dobro usklađeni set matrica na ispravno postavljenom stroju za probijanje luka cijevi proizvodi zarez čija je površina rezanja okomita na os cijevi kroz cijeli luk, s glatkom površinom koja je glatka i bez tragova alata i udubljenja kutne brusilice karakterističnih za ručno oblikovane zareze. Ova površina spremna za zavarivanje ne zahtijeva sekundarnu pripremu površine prije nego što se spoj pričvrsti i zavari, čime se štedi vrijeme postavljanja i pregleda koje bi inače bilo potrebno za provjeru prikladnosti spoja za zavarivanje.

Svestranost industrijskog stroja za bušenje rupa

Industrijski stroj za bušenje rupa najšira je kategorija u obitelji tehnologije bušenja, koja obuhvaća konfiguracije bušenja ravne ploče i bušenja cijevi i služi najširem rasponu materijala, veličina rupa i obujma proizvodnje. Razumijevanje parametara kapaciteta i kompatibilnosti materijala strojeva za bušenje rupa bitno je za usklađivanje točne specifikacije stroja sa svakom proizvodnom aplikacijom.

Probijanje rupa ravnom pločom naspram cijevi: ključne razlike

Razlika između bušenja ravne ploče i bušenja rupa u cijevima određuje potrebnu konfiguraciju stroja, geometriju matrice i zahtjeve za potporu izratka tijekom bušenja:

• Probijanje ravne ploče: Izradak je oslonjen na ravnu potpornu ploču ispod otvora matrice. Udarac se spušta okomito kroz materijal, a metak se izbacuje prema dolje kroz otvor matrice u spremnik za prikupljanje ispod nosača. Strojevi za probijanje rupa s ravnom pločom zahtijevaju minimalno učvršćivanje izratka i mogu obraditi širok raspon debljina limova i ploča jednostavnim podešavanjem dubine hoda bušenja i promjenom seta matrice za svaku kombinaciju debljine materijala i promjera rupe.
• Probijanje rupa u cijevima: Izradak je šuplji dio koji mora biti poduprt iznutra tijekom probijanja (pogledajte gornju raspravu o trnu). Konfiguracija stroja mora dopustiti da se cijev aksijalno optereti na osovinu koja locira matricu unutar cijevi na ispravan položaj prije nego što se izbijač spusti. Strojevi za probijanje rupa u cijevima obično imaju vodoravni raspored s utovarom cijevi sa strane ili kraja okvira stroja, što je mehanički u osnovi drugačiji od vertikalnog podupirača stroja s ravnom pločom.

Kapacitet i tonaža u strojevima za bušenje rupa

Sila probijanja potrebna za određenu operaciju određena je vrstom materijala, debljinom materijala i opsegom poprečnog presjeka probijanja (za kružni probijač, to je pi pomnoženo s promjerom probijanja). Približna formula sile probijanja je: sila (tone) = opseg (mm) pomnožen s debljinom (mm) pomnožen s čvrstoćom na smicanje (N/mm2) podijeljeno s 1000. Za meki čelik sa smičnom čvrstoćom od približno 280 N/mm2, probijanje rupe promjera 20 mm kroz ploču debljine 5 mm zahtijeva približno: 63 mm pomnoženo s 5 mm pomnoženo s 280 N/mm2 podijeljeno s 1000 = 88 kN, ili približno 9 tona. Ova metoda izračuna pokazuje zašto se tonaža stroja mora odabrati sa sigurnosnom marginom iznad maksimalne izračunate sile probijanja za najdeblji materijal i najveći promjer rupe u planiranom radnom rasponu: rad stroja za probijanje rupa na ili iznad njegove nazivne tonaže ubrzava trošenje matrice, rizikuje probijanje i lom matrice i može oštetiti okvir stroja zbog pucanja uslijed zamora na točkama koncentracije naprezanja u lijevanju okvira ili izradi.

Kao praktičan vodič za odabir, sljedeća tablica pruža približne zahtjeve za tonažom za uobičajene operacije probijanja za najčešće korištene vrste materijala i debljine:

Kompatibilnost materijala u cijelom asortimanu strojeva za bušenje rupa

Industrijski strojevi za bušenje rupa rutinski se koriste u tri primarne grupe metala, od kojih svaka ima posebne zahtjeve za specifikaciju seta matrica, geometriju bušilica i podmazivanje:

• Ugljični čelik (meki čelik): Najčešći materijal za strojeve za bušenje rupa, s predvidljivom čvrstoćom na smicanje od 260 do 320 N/mm2 i dobrom sposobnošću bušenja u debljinama od 1 mm do 12 mm na strojevima s odgovarajućom ocjenom. Standardni D2 setovi matrica od alatnog čelika prikladni su za probijanje ugljičnog čelika u proizvodnim količinama do 100 000 ciklusa između ponovnog brušenja kada se održava točan zazor i podmazivanje.
• Nehrđajući čelik: Teže se buši od ugljičnog čelika ekvivalentne debljine (čvrstoća na smicanje od 380 do 450 N/mm2 za austenitne stupnjeve kao što su 304 i 316), zahtijeva približno 40 do 50 posto više sile probijanja od ugljičnog čelika pri istoj debljini i promjeru rupe. Nehrđajući čelik također se brzo stvrdnjava tijekom početnih faza hoda probijača, što povećava silu potrebnu za završetak hoda i ubrzava trošenje matrice. Alatni čelici za metalurgiju praha ili probojci presvučeni TiN-om značajno produljuju životni vijek matrice u primjenama probijanja nehrđajućeg čelika.
• Aluminij: Najlakši od tri materijala za probijanje u smislu zahtjeva za silom (posmična čvrstoća od 100 do 200 N/mm2 ovisno o leguri i temperamentu), što omogućuje bušenje debljih ploča na strojevima manje tonaže od čelika ekvivalentne debljine. Glavni izazov s aluminijskim probijanjem je prianjanje čestica: aluminijska sklonost žučenju i lijepljenju za lice bušilice može uzrokovati da se čestice povuku natrag u matricu i zatim pogrešno buše pri sljedećem udarcu. Uzorci utora s finim razmakom na plohi bušilice i sustavi aktivnog izbacivanja čepova rješavaju ovaj izazov u namjenskim aplikacijama za bušenje aluminija.

Ključni čimbenici koje treba uzeti u obzir pri kupnji strojeva za bušenje cijevi i rupa

Nabava stroja za bušenje cijevi, stroja za lučno bušenje cijevi ili industrijskog stroja za probijanje rupa zahtijeva procjenu višestrukih međusobno ovisnih tehničkih i operativnih čimbenika koji zajedno određuju hoće li odabrani stroj raditi pouzdano pri potrebnoj stopi proizvodnje i razini kvalitete tijekom cijelog svog radnog vijeka. Fokusiranje na glavne specifikacije kao što je maksimalna tonaža bez razmatranja ekosustava alata, mogućnosti automatizacije i zahtjeva za održavanjem određenog stroja dovodi do odluka o nabavi koje u praksi nisu uspješne.

Debljina stijenke i promjer cijevi za strojeve za probijanje cijevi

Kombinacija debljine stijenke cijevi i vanjskog promjera cijevi primarni je pokretač specifikacije za odabir stroja za probijanje cijevi jer određuje potrebnu silu probijanja, potreban promjer igle i praktične minimalne i maksimalne veličine rupa koje se mogu probušiti bez deformacije materijala. Ključna pravila za specifikaciju stroja za probijanje cijevi uključuju:

• Minimalni promjer rupe u odnosu na debljinu stijenke: Minimalni preporučeni promjer bušilice za bilo koji materijal jednak je debljini materijala. Probijanje rupe manjeg promjera od debljine materijala izlaže proboj prekomjernom tlačnom naprezanju koje uzrokuje prijevremeni lom. Za cijev debljine stjenke od 4 mm, minimalni promjer rupe je stoga 4 mm, a minimum od 6 mm praktičniji je za pouzdanost proizvodnje.
• Maksimalni promjer rupe u odnosu na promjer cijevi: Probijanje rupe čiji se promjer približava ili premašuje unutarnji promjer provrta cijevi uklanja toliko materijala sa stijenke cijevi da je strukturalni integritet cijevi ugrožen. Praktični maksimalni promjer rupe je približno 70 posto vanjskog promjera cijevi za okrugle dijelove cijevi kako bi se održao odgovarajući preostali materijal stijenke oko perimetra rupe.
• Raspon promjera cijevi stroja: Strojevi za probijanje cijevi obično su dizajnirani oko određenog raspona promjera cijevi, s izmjenjivim sklopovima igala koji omogućuju stroju da se prilagodi različitim veličinama cijevi unutar svog dizajna. Prije kupnje potvrdite da raspon igala stroja pokriva cijeli raspon promjera cijevi u vašem trenutnom i predvidivom proizvodnom rasporedu.

Opseg proizvodnje: ručni nasuprot CNC radu

Zahtjevi za obujmom proizvodnje aplikacije određuju odgovarajuću razinu automatizacije u odabranom stroju. Spektar od potpuno ručnog do potpuno CNC rada predstavlja izravan kompromis između kapitalnog troška i proizvodnog troška po komadu koji se mora procijeniti u kontekstu trenutnih i predviđenih obujma proizvodnje:

• Ručni rad: Operater ručno pozicionira cijev ili ploču za svaki udar probijanjem, koristeći mehaničke graničnike, ljestvice ili učvršćenja šablona za vođenje pozicioniranja. Ručni strojevi imaju najniži kapitalni trošak (obično 5.000 do 30.000 USD za hidraulične strojeve za probijanje cijevi u klasi od 10 do 30 tona) i praktični su za proizvodne količine do 50 do 100 izradaka dnevno. Oni pružaju maksimalnu fleksibilnost za male količine rada po narudžbi gdje svaki obradak može imati jedinstven uzorak rupa.
• Poluautomatski rad: Motorizirani sustavi za indeksiranje cijevi ili servo kontrolirani zaustavljači pozicioniranja automatiziraju korak pozicioniranja dok operater ručno ubacuje i vadi izratke. Poluautomatski strojevi prikladni su za proizvodne količine od 100 do 500 izradaka dnevno i postižu ponovljivost položaja od plus ili minus 0,2 mm bez pune složenosti programiranja CNC sustava.
• CNC rad: Potpuno CNC stroj za bušenje cijevi ili stroj za bušenje rupa uključuje upravljač stroja koji programira kompletan uzorak rupa za svaki dio, automatski pozicionira radni komad, kontrolira parametre hoda bušenja i može uključivati automatsko umetanje i pražnjenje obratka za proizvodnju bez svjetla. CNC sustavi postižu ponovljivost položaja od plus ili minus 0,05 do 0,1 mm i ekonomski su opravdani za proizvodne količine iznad 500 obradaka dnevno ili za složene uzorke rupa koji bi zahtijevali prekomjerno vrijeme postavljanja na ručnom stroju. CNC stroj za bušenje rupa s automatskim ubacivanjem cijevi može dovršiti uzorak sa 6 rupa na cijevi od 1,5 metara za 25 do 40 sekundi, uključujući vrijeme pozicioniranja, pri stopi proizvodnje koja bi zahtijevala 3 do 4 operatera na ekvivalentnim ručnim strojevima.

Lakoća izmjene alata i dostupnost kalupa

Praktična produktivnost stroja za bušenje rupa u radnoj radionici ili mješovitom proizvodnom okruženju presudno ovisi o tome koliko brzo i lako se setovi matrica mogu mijenjati između poslova koji zahtijevaju različite veličine ili oblike rupa. Vrijeme izmjene matrice izravno utječe na efektivnu stopu iskorištenja stroja: stroj kojem je potrebno 30 minuta da se promijeni s jedne veličine matrice na drugu ima značajan dio raspoloživih sati proizvodnje koji se troši na postavljanje, a ne na probijanje na tipičnom proizvodnom danu s više poslova. Prije kupnje procijenite sljedeće karakteristike izmjene alata:

• Sustavi držača bušilica za brzu promjenu: Strojevi za bušenje rupa u kvalitetnoj proizvodnji koriste sustave alata gdje je bušilica pričvršćena u držač pomoću radijalnog zatika za zaključavanje ili mehanizma za zadržavanje u obliku bajuneta koji se može otpustiti i ponovno uključiti bez alata za 30 do 60 sekundi. Strojevi koji zahtijevaju otpuštanje i ponovno zatezanje više vijaka za svaku promjenu proboja značajno se sporije postavljaju i stvaraju više mogućnosti za neusklađenost proboja nakon promjene.
• Dostupnost matrica od proizvođača i naknadnog tržišta: Prije kupnje potvrdite da stroj koristi standardni sustav alata (kao što su međunarodne standardne Wila, Wilson ili Trumpf kompatibilne veličine alata) za koje su setovi matrica dostupni iz više izvora. Vlasnički sustavi alata koji su dostupni samo od proizvođača stroja stvaraju ovisnost o jednom izvoru što može uzrokovati kašnjenja u proizvodnji i vrhunske cijene zamjenskog alata.

Održavanje i sigurnost opreme za bušenje cijevi i rupa

Dugoročna izvedba strojeva za bušenje cijevi, strojeva za lučno bušenje cijevi i strojeva za probijanje rupa ovisi o disciplini održavanja koja se primjenjuje tijekom njihovog rada koliko i o kvaliteti samih strojeva. Neadekvatno održavanje dovodi do preranog trošenja alata, kvarova hidrauličkog sustava i sigurnosnih incidenata koji nastaju kada se komponente stroja pokvare do stanja u kojem nepredvidivo otkazuju pod opterećenjem. Sljedeći okvir održavanja i sigurnosti predstavlja minimum dobre prakse za bilo koju proizvodnu operaciju probijanja.

Protokoli dnevnog podmazivanja i pregleda

Rutina dnevnog održavanja proizvodnog stroja za probijanje cijevi ili stroja za probijanje rupa trebala bi se odnositi na sljedeće kritične sustave prije prvog ciklusa probijanja u danu:

1. Razina i stanje hidrauličkog ulja: Provjerite razinu hidrauličkog spremnika prema kontrolnom staklu ili mjernoj šipki. Ulje ispod minimalne razine ukazuje na curenje u sustavu koje se mora istražiti i popraviti prije početka proizvodnje. Mliječno ili obojeno ulje ukazuje na kontaminaciju vodom koja pogoršava hidrauličke performanse i uzrokuje koroziju u tijelima ventila i cilindrima. Temperatura ulja na početku proizvodnje trebala bi dosegnuti minimalnu radnu temperaturu proizvođača prije pokretanja ciklusa probijanja s punim opterećenjem kako bi se osigurala odgovarajuća viskoznost ulja i hidraulički odgovor.
2. Razmak i stanje proboja i matrice: Provjerite ima li na vrhu bušilice i otvoru matrice krhotina, pukotina ili neobičnih tragova istrošenosti. Napuknuti ili okrhnuti izbijač mora se odmah zamijeniti: slomljeni vrh izbijača može izbaciti fragmente velikom brzinom tijekom pritiska preše, stvarajući ozbiljnu opasnost od projektila. Provjerite ima li na otvoru matrice nakupljenog metala iz proizvodnje prethodnog dana; aluminij i neke legure nehrđajućeg čelika sklone su taloženju mikro varova na površinama kalupa koji pogoršavaju kvalitetu rupa i povećavaju opterećenje proboja.
3. Podmazivanje bušilica: Prije prvog ciklusa nanesite mazivo za bušilicu preporučeno od strane proizvođača na vrh bušilice i površinu materijala na ulaznoj točki bušilice. Probijanje bez podmazivanja povećava silu skidanja potrebnu za izvlačenje bušilice iz obratka nakon svakog poteza, što povećava trošenje ploče za skidanje izolacije i tijela bušilice i može uzrokovati otvrdnuće materijala kao što je nehrđajući čelik i prianjanje za vrh bušilice.
4. Provjera funkcioniranja sigurnosnog sustava: Ispitajte sve sigurnosne blokade (svjetlosne zavjese, dvije ručne komande, štitnike nožnih pedala) na početku svakog proizvodnog dana kako biste potvrdili da ispravno funkcioniraju prije nego operateri počnu raditi. Sigurnosna blokada koja se pokvarila tijekom noći ili tijekom transporta mora se popraviti prije upotrebe stroja: rad preše bez funkcionalnih sigurnosnih blokada ozbiljno je kršenje propisa u većini jurisdikcija i izlaže i operatera i poslodavca pravnoj odgovornosti u slučaju ozljede.

Sigurnosni standardi rukovatelja i zahtjevi za OZO

Strojevi za probijanje cijevi i strojevi za probijanje rupa generiraju značajnu potencijalnu energiju u udaru probijanja koja može uzrokovati ozbiljne ozljede od prignječenja ako ruka ili bilo koji dio tijela uđe u prostor matrice tijekom ili nakon ciklusa probijanja. Kombinacija zaštite stroja, sigurnih radnih postupaka i osobne zaštitne opreme (PPE) mora se sveobuhvatno razmotriti kako bi se zaštitili operateri:

• Čuvanje mjesta rada: Prostor za kalupe svakog proizvodnog stroja za probijanje cijevi i stroja za probijanje rupa mora biti zaštićen kako bi se spriječio pristup ruci operatera tijekom udarca probijanja. Svjetlosne zavjese (barijere fotoćelija koje zaustavljaju prešu ako je svjetlosna ravnina prekinuta rukom ili predmetom koji ulazi u zonu kalupa) standardna su vrsta zaštite za CNC i poluautomatske strojeve kojima operater mora pristupiti blizu zone kalupa tijekom proizvodnje. Fiksni fizički štitnici (čelične ploče s utorima za utovar izratka) prikladni su za ponavljajuće ručno djelovanje gdje se putanja ruku operatera može u potpunosti kontrolirati geometrijom štitnika.
• Rad s dvije ruke: Ručnim strojevima za bušenje rupa i strojevima za bušenje cijevi trebalo bi upravljati s dvije ručne kontrole koje zahtijevaju od operatera da istovremeno aktivira oba gumba za upravljanje kako bi pokrenuo hod bušenja, sprječavajući uključivanje jedne ruke dok druga ruka može biti u zoni matrice. Upravljački sustav mora biti projektiran tako da spriječi kruženje ako se bilo koji od upravljačkih gumba otpusti tijekom zaveslaja.
• Zahtjevi za osobnu zaštitnu opremu: Operateri strojeva za probijanje cijevi i strojeva za probijanje rupa moraju nositi rukavice otporne na posjekotine kada rukuju radnim komadima od lima (ne tijekom hoda preše, kada ruke moraju biti dalje od zone matrice), zaštitne naočale ili štitnike za lice za zaštitu od izbačenih puževa i metalnih strugotina, zaštitnu obuću s čeličnom zaštitom za nožne prste od pada izradaka i alata te zaštitu za sluh u proizvodnim okruženjima gdje stroj radi kontinuirano. prelazi 85 dB(A).
• Zahtjevi za obuku i kompetencije: Operateri hidrauličkih strojeva za probijanje cijevi i strojeva za probijanje rupa moraju proći dokumentiranu obuku o sigurnim radnim postupcima specifičnim za stroj prije nego što se dopusti rad bez nadzora. U mnogim jurisdikcijama rad s električnim prešama zahtijeva formalnu procjenu sposobnosti i evidencija o obuci rukovatelja mora se održavati kao dio dokumentacije poslodavca o upravljanju zdravljem i sigurnošću.

Reference

Osnove oblikovanja metala, Kalpakjian, S. i Schmid, S. R. (2014.). Proizvodno inženjerstvo i tehnologija , 7. izdanje. Pearson Education, Upper Saddle River, NJ. (Izračuni sile probijanja i osnove zazora matrice.)

Schuler GmbH (2019). Priručnik za oblikovanje metala . Springer, Berlin. (Dizajn hidrauličke preše i tehnologija izrezivanja.)

Boljanović, V. (2004). Postupci oblikovanja lima i dizajn kalupa . Industrial Press, New York. (Dizajn matrice, proboj i razmak matrice, vijek trajanja alata.)

Američko društvo za zavarivanje (2020). AWS D1.1 Šifra konstrukcijskog zavarivanja: čelik . AWS, Miami, FL. (Zahtjevi za pripremu zavarenih spojeva za spojeve cijevi.)

Narayanan, R. G. i Gupta, A. K. (Ur.) (2012.). Napredak u oblikovanju i spajanju materijala . Springer, New Delhi. (Tehnologija bušenja i zarezivanja cijevi.)

Međunarodna organizacija za normizaciju (2021). ISO 14120: Sigurnost strojeva . ISO, Ženeva. (Dizajn zaštite i sigurnosni zahtjevi za proizvodne strojeve.)

Roberts, W. L. (1988). Hladno valjanje čelika . Marcel Dekker, New York. (Podaci o čvrstoći materijala na smicanje za legure čelika korištene u proračunima probijanja.)

Priručnik za strojeve (2020). 31. izdanje. Industrial Press, New York. (Formule za probijanje, zazori kalupa i podaci o obradivosti materijala.)

Europski odbor za normizaciju (2006). EN 13736: Sigurnost alatnih strojeva: pneumatske preše . CEN, Bruxelles. (Sigurnosni projektni standardi za prešu primjenjivi na hidraulične strojeve za probijanje cijevi.)

Lange, K. (ur.) (1985). Priručnik za oblikovanje metala . McGraw Hill, New York. (Sveobuhvatna referenca o mehanici procesa izrezivanja, probijanja i oblikovanja.)